桥梁爆破拆除施工工艺

2023-01-08苏龙庆

交通世界 2022年24期

苏龙庆

（中建路桥集团有限公司，河北石家庄 050001）

1 工程概况

某桥梁全长240m，由主拱、边拱和引桥段构成，桥面总宽度12m。上部结构为中承式钢管混凝土双曲拱设计，桥面为简支板搭接盖梁上，边拱净跨为50m。主拱桥面中间为吊桥，用吊杆支撑盖梁两侧，桥面以下主拱两侧为简支梁桥。现对整座桥梁实施爆破拆除作业，在原桥梁址上建设新桥。在爆破拆除之前优化设计总体施工方案，重点解决承重结构彻底破坏、桥梁结构顺序倒塌难题，最终确定主拱四点式爆破拆除方案和边拱多点爆破拆除方案。

2 桥梁爆破拆除施工工艺

2.1 制定爆破拆除方案

2.1.1 拆除方案原则

本桥梁拆除要充分考虑桥梁受力结构特点制定拆除方案，采用科学合适的拆除方法，以保证拆除作业的安全性。拆除方案设计原则包括：

（1）拆除施工过程安全，保证拆除方法不会产生新的危险源，不会引发次生事故。

（2）拆除方案符合施工条件、施工资源的实际情况，合理安排拆除进度工期，确保拆除方案能够顺利通过炸药使用审批。

（3）拆除作业各阶段均有理论依据和内力分析，根据内力分布情况制定可行的拆除工艺步骤。

（4）拆除作业满足环境保护要求，控制污染物的产生，实现拆除后结构部件的回收利用。

（5）拆除保持对称平衡，按照先拆次要构件、再拆主要构件的施工顺序，使主要构件通过爆破拆除。

2.1.2 拆除爆破方案

（1）拆除桥面防撞护栏、人行道板、部分梁板、桥面铺装构件，将拆除的构件集中运输出去，不得直接抛入河道中[1]。

（2）主拱拆除采用四点式爆破法，在两个主拱拱脚处、两个主拱与桥面交界处设置爆破点，用于解除主拱构件受力结构，促使主拱断裂为3段。主拱拆除爆破顺序为桥面上游左侧、下游左侧、上游右侧、下游右侧、左侧上游与下游拱脚、右侧上游与下游拱脚。

（3）两侧边拱拆除采用多点爆破法，在单边四个立柱设计切口，共6个切口，从单边立柱中间位置起爆，向两边引爆，配合两端桥台立柱爆破解除边拱结构受力，达到桥面坍塌目的[2]。

2.1.3 关键参数设计

（1）在选定切口位置后，根据现场勘查情况，采用小直径浅孔爆破作业方式，使用两种规格不同的钻头，分别为38mm、40mm，钻眼不能选在外搭作业处。

（2）对桥面11根盖梁设置11对吊杆，主拱的牛腿结构支撑另一对盖梁；在吊杆两侧打眼，增加炸药用量，保证爆破后的吊杆顺利落入河内；用非刚性连接方式连接吊杆与盖梁，便于在爆破后打捞；吊杆两侧连接钢筋，在10cm处钻眼，每根盖梁上共钻眼4个，钻眼深度控制在60cm。

（3）选择4处主拱受力破坏失稳爆破点，爆破点位置在拱体高1/2处；拱脚部位采用钢管切割方式，选在桥墩处钻眼爆破。

（4）在主拱正上方钻眼，共钻11个，在侧方肋板开窗，主拱下方钢管割孔10个；主拱肋间用氧焊割除60cm，确定25cm孔深。

（5）上承式钢筋混凝土拱桥共有5个立柱，拱肋孔距确定为25cm，立柱每跨间的钻眼量分别为5个、9个、11个；边拱上的每排混凝土立柱都支撑一个盖梁，为避免发生上承式拱桥失稳危险，所以对肋上立柱不采用钻眼爆破。

（6）桥台最边缘立柱钻眼，共设置6个钻眼，钻眼孔距确定为25cm，孔深确定为40cm，布置的孔眼高度为160cm；桥台两侧各布置一排钻眼，每排30个，钻眼孔距控制在40cm，孔深控制在120cm。

2.2 爆破拆除准备阶段

2.2.1 确定爆破拆除工艺流程

本工程爆破拆除施工流程为：定位切口→钻孔→装填炸药→连接起爆网路→撤离作业人员→爆破15min→爆破后清渣。

2.2.2 材料准备

（1）爆破器材包括784发导爆管雷管，222.8kg乳化炸药，5 000m导爆管，200m导爆索。

（2）防护材料包括30㎡钢板，2 000㎡安全网。

（3）覆盖材料包括10 000㎡炮被，800个沙袋，100㎡钢筋网。

（4）堵塞材料包括12根炮棍，1t炮泥。

（5）警戒材料包括3 000m警戒线，20个信号旗，8块道路警示牌。

2.2.3 设备准备

（1）钻孔设备选用4台柳州VY-9/7空压机，3台气腿式凿岩机。

（2）运输车选用专门运送炸药和雷管的1.35T炸药车。

（3）气割设备采用6个氧气瓶和6个乙炔气瓶。

（4）起爆设备采用CZ50起爆器和200D起爆器各一台，CH-2激发针2个。

（5）测量仪器采用5把钢尺，1台全站仪，2台爆破测振仪。

2.3 钻凿炮孔

2.3.1 钻凿方法

在桥梁灌浆混凝土和钢管混凝土上确定钻凿炮孔的位置，做好标记，按照设计要求的钻孔方位和深度钻凿[3]；手持式风动凿岩机的常规钻头直径为40mm，成孔直径为42mm，施工人员使用凿岩机干钻混凝土；采用浅孔钻凿方式，钻孔后清理孔内杂物，验收炮孔质量，待全部炮孔达到设计要求后才能装入炸药。

2.3.2 布设炮孔

主拱正上方的炮孔孔深为60cm，孔距为25cm，共设置11个炮孔；主拱两侧的炮孔孔深为40cm，孔距为25cm；主拱拱脚部位的孔深为1.8m，间距为1m，采用梅花型布孔方式，加密炮孔[4]。

2.3.3 保证措施

在采用干式钻眼法时会产生大量的灰尘，造成周边环境污染，有必要采取防护措施，降低粉尘污染；在炮孔钻凿过程中会产生较大分贝噪声，影响周边居民正常作息，所以本工程项目部与周边社区进行协调，确定合理的炮孔钻凿时间。

2.4 装填炸药

2.4.1 加工药包

（1）检查验收炮孔，及时处理尺寸、位置不合格的炮孔；设置隔离设施，现场加工药包，加工人员之间的距离必须在1.5m以上。

（2）加工药包场地不允许无关人员进入，严禁场内作业人员抽烟，不允许明火作业，由专人负责监督检查装药用量。

（3）检查雷管段别，按照延时顺序分段组网雷管，不能混淆组装顺序。

2.4.2 装药

（1）在良好的天气状况下装药，在每个构件区域分配专业施工人员，清理各个孔位，记录炸药装入数量，在炮孔位置规范装入炸药。

（2）起爆药包装入炮孔时要做到轻拿轻放，根据设计要求控制药量；如果在装填过程中没有将起爆药包装填到位，则应当作为盲炮处理，不能用力拔出药包。

（3）本工程爆破结构体的厚度较薄，炮孔深度较浅，装入药量较少，应采用正向装药方式。

2.4.3 炮孔填塞

（1）炮孔填塞材料为炮泥，由黏土与水混合而成，水分掺入比例为17%；施工现场用炮泥机制作条状炮泥，将炮泥与炸药一同装入孔内，保证填塞足够长度的泡泥，填塞后分层捣实，不能在炮孔内留有空隙。

（2）在炮泥捣实过程中，不能损坏雷管脚线；用木质炮棍分层捣实，不允许使用铁质炮棍，保证炮孔填塞作业的安全性[5]。

2.5 敷设起爆网路

2.5.1 连接起爆网路

（1）按照设计图纸要求组装雷管，使雷管插入起爆药包上，检查爆破网路连接顺序是否符合设计要求。在连接起爆管网路时，采用直通连接方式直顺连接各点；为避免爆破时拉断网路，应预留出安全冗余。

（2）反向布置起爆雷管，采用专用连接块互联雷管与导爆管，预留出导爆管端头15cm，避免雷管起爆时产生的高速聚能射流瞬间切断尚未起爆的导爆管。

（3）组装起爆网路时，不允许同步进行其他作业，不允许其他施工人员滞留在施工现场。

（4）在截断导爆管时，要立即对导爆管的端头采取密封措施，或者快速完成组装，避免端头受到杂物污染[6]；密封端头时，需要用火烧熔端头，快速捏紧，当需要再次组装时，减去端头15cm，保证端头的使用性能未受到影响。

2.5.2 检查起爆网路

检查爆破器材外观是否完好，及时剪掉出现变形、破裂、折断或留有异物的导爆管段，再用剪后的导爆管对接接头；检查导爆管雷管密封情况，如果发现有导爆管卡不紧的问题，则要将其作为废品处理，避免造成起爆延时时间不准确[7]。

2.6 防护设置

2.6.1 主拱部位防护

主拱切口部位的起爆药量较大，要重点保护主拱部位，采用五道防护措施[8]：

（1）第一道防护，用沙袋压住孔口位置。

（2）第二道防护，在爆破区覆盖地毯炮被。

（3）第三道防护，在地毯炮被上覆盖胶皮炮被。

（4）第四道防护，用钢板构件包裹住拱肋切口部位。

（5）第五道防护，在钢板包裹构件外堆放一层沙袋。

2.6.2 单耗切口部位防护

对起爆药量较小的单耗切口部位采用四道防护措施：

（1）第一道防护，在每个炮孔上都压住一个砂袋，避免发生冲炮问题。

（2）第二道防护，将一层炮被覆盖到炮孔上，要求炮被之间相互搭接，搭接长度不小于30cm。

（3）第三道防护，将砂袋压到炮被上，要求砂袋有一定压实力度。

（4）第四道防护，在需要个别保护的部位压上钢筋网，作为保护屏障，避免飞散物飞射到远处。

2.7 警戒布置

2.7.1 警戒点布置

（1）拆除工程警戒点设置到距离爆破点500m的范围内，爆破区域内共3个路口，均设置警戒，拦截警戒区域内的交通。

（2）各警戒点都派警戒人员看守，完全封闭大桥两岸的交通，不允许非作业人员进入到警戒区域内。

2.7.2 警戒组织

（1）设置爆破指挥中心，指挥中心任命总指挥和副总指挥；配置7个警戒小组，将警戒小组分派到重要路口，用对讲机保持实时通话联系。

（2）在装药时拉起警戒线，将所有施工机械设备撤离出警戒区域；装药后倒计时30min，持续发出鸣哨，提醒工作人员撤离。

（3）在进入倒计时2min时，开启交通管制，保证警戒点内无机械设备、行驶车辆和任何人员；进入到倒计时10s时，起爆员充电，准备起爆。

（4）待爆破完15min后，派一名穿戴齐全防护用具的安全员到爆破坍塌现场检查是否存在未爆破点，检查确定安全后解除警戒。

2.7.3 警戒设备工具

（1）本次桥梁爆破拆除共配置2块道路警示牌，20个信号旗，2000m警戒线；40个水马，4个警戒路障，6面红旗；8部对讲机，1部皮卡。

（2）爆破器材专用车辆由爆破指挥中心进行全程管控，车辆进场后派专人看管，不允许非作业人员接触到炸药车。

（3）爆破器材进场后加强安全管理，做好使用情况记录，严格控制爆破器材的领取数量，实施台账管理。

2.8 爆破效果

本次爆破网路延时在设计要求范围内，起爆网路完全传爆，爆破后大桥原地倒塌，整体倒塌效果较好；从大桥倒塌效果上分析，主拱拱肋切口形式、爆破飞散物、炸药单耗、炸药总量都与设计要求相符；从塌落震动效果上分析，因大桥底部河床有较厚的淤泥层，消解了爆破倒塌时产生的震动力，根据测振仪测量数据显示，塌落震动符合规范要求。